Устройство для определения газоносности породы

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНОСНОСТИ ПОРОДЫ, включающее корпус с крышкой, цилиндрическую полость с поршнем, уплотнителем и штоком и лоток для пробы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений малых количеств газа в пробе, устройство снабжено вкладышем, выполненным с окном и пазами и установленным в верхней части корпуса, при этом лоток размещен в окне вкладыша и жестко закреплен посредством оси, концы которой установлены в пазах вкладыша, причем ось смешена относительно центра тяжести лотка. (Л СП со о оо а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1153086 A

4(511 Е 21 F 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3573955/22-03 (22) . 04.02.83 (46) 30.04.85. Вюл. № 16 (72) А. С. Кириченко, Г. В. Соколова и А. А. Ярагин (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г. В. Плеханова (53) 622.832 (088.8) (56) 1. Медведев И. И. и др. Газовыделения на калийных рудниках. М., «Недра», 1974, с. 31 — 32.

2. Авторское свидетельство СССР № 968461, кл. Е 21 F 5/00,,1981 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНОСНОСТИ ПОРОДЫ, включающее корпус с крышкой, цилиндрическую полость с поршнем, уплотнителем и штоком и лоток для пробы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений малых количеств газа в пробе, устройство снабжено вкладышем, выполненным с окном и пазами и установленным в верхней части корпуса, при этом лоток размещен в окне вкладыша и жестко закреплен посредством оси, концы которой установлены в пазах вкладыша, причем ось смещена относительно центра тяжести лотка.

1153086

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для определения газоносности горных пород.

Известно устройство для определения газоносности соляных пород, состоящее из электроплитки, сосуда для растворения образцов, воронки для сбора газа, резинового шланга, крана тройника и мерной емкости (1).

Недостатками этого устройства являются невысокая точность из-за влияния паров раствора и утечек газа через отвод сосуда в атмосферу и невозможность его использования в шахтных условиях.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения газоносности породы, которое включает корпус, верхнюю крышку, цилиндрическую полость, поршень с уплотнением и штоком, лоток с крышкой, прижимное устройство и V-образный манометр (2).

Недостатками известного устройства являются низкая точность измерений малых количеств газа, которая является следствием наличия в устройстве большого свободного объема, занятого воздухом, и сравнительная сложность устройства.

Цель изобретения — повышение точности измерений малых количеств газа в про; бе.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения газоносности породы, включающее корпус с крышкой, цилиндрическую полость с поршнем, уплотнением и штоком и лоток для пробы, снабжено вкладышем, выполненным с окном и пазами и установленным в верхней части корпуса, при этом лоток размещен в окне вкладыша и жестко закреплен посредством оси, концы которой установлены в пазах вкладыша, причем ось смещена относительно центра тяжести лотка.

На фиг. 1 показано устройство с подключенной на резьбе к корпусу цилиндрической полостью с поршнем, уплотнением и штоком, продольный разрез; на фиг. 2 — корпус с вкладышем, поперечный разрез; и размещение лотка в вертикальном отверстии.

Устройство содержит корпус 1, сетчатое промежуточное дно 2, цилиндрическую полость 3 с поршнем, уплотнителем и штоком, отверстие 4 в корпусе для их подключения, отверстие 5 для подключения моновакуумметра, вкладыш б с окном 7 и пазами 8, лоток 9, ось 10 лотка, крышку с радиальным выступом 11, радиальный паз с прокладкой

12, отверстие для слива 13 и прижимное устройство 14.

Промежуточное сетчатое дно 2 размещается на опорном выступе и еще выше на втором опорном выступе размещается вкладыш 6. В окне 7 размещается лоток для пробы 9 так, что в нормальном положении он опирается выступами своей оси 10 на соос2 ные пазы 8 и корпусом лотка на стенку вкладыша 6 и может свободно поворачиваться в противоположную сторону на 90 . Для устойчивого положения лотка 9 в нормальном положении он размещается на оси 10 так, 5 что между осью и продольной осью его центра тяжести образуется эксцентриситет. Когда лоток 9 свободно повернется на 90, то между ним и стенкой вертикального отверстия сохраняется зазор, который дол10 жен быть не менее максимальных размеров фракций породы в пробе. В корпусе 1 имеется сквозное отверстие 4 для подключенной на резьбе цилиндрической полости 3, а с противоположной стороны — сквозное отверстие 5 для подключения моновакуумметра. Сверху корпус 1 герметично закрывается крышкой с радиальным выступом

11, который входит в радиальный паз q помещенной туда прокладкой 12 на корпусе

1 и прижимается прижимным устройством

14. Снизу корпуса 1 имеется отверстие для слива, раствора с пробкой 13, выполненное заподлицо с дном корпуса. Объем лотка 9 выбирается равным объему пробы породы.

Высота вкладыша 6 должна быть такой, чтобы лоток 9 при повороте на 90 проходил на минимальном расстоянии от крышки

11 и, будучи повернутым на 90, своей нижней кромкой был на уровне нижнего основания вкладыша б.

Устройство работает следующим образом.

Снимается крышка 11, извлекается лоток 9 и внутрь устройства заливается определенное количество жидкости, например воды. На лоток 9 укладывается определенное количество измельченной соляной породы с определенным размером фракций.

Лоток 9 выступами оси 10 устанавливается в пазы 8 вкладыша 6 и опирается на стенку вкладыша, корпус 1 закрывается герметично.крышкой 11 с помощью прижимного устройства 14. Перемещением поршня с уплот4О нителем в цилиндрической полости 3 устанавливается заранее определенный объем свободного пространства прибора и корректируется положение нуля на моновакуумметре. Далее корпус прибора 1 слегка наклоняется в сторону, противоположную эксцентриситету осей, и встряхивается, что приводит к смещению породы в лотке 9, а следовательно, и общего центра тяжести.

Лоток 9 опрокидывается, и проба высыпается в жидкость на промежуточное сетча50 тое дно 2. Проба растворяется, что вызы. вает изменение объема газа над поверхностью раствора вследствие наличия закрытых пор и микровключенных в породу газов.

При растворении соляной породы в изолированном (замкнутом) от атмосферного влияния пространстве (стакане) наблюдается отклонение величины давления газовой смеси над поверхностью раствора от атмосферного давления. Величина этого откло1153086

A-4

Риг. 2

Составитель И. Федяева

Редактор М. Дылын Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 2470/28 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нения регистрируется моновакуумметром и в общем виде выражается функцией дР=f(Р AР,, he, 4Pp)., где АР<, доз,, аРу, 4РР— компоненты пРиращения давления, соответственно определяемые количеством газов в закрытых порах, объемом закрытых пор, усадкой объема соляной породы в растворе, объемом части растворенных газов, выделившихся из пробы.

Используя данную функцию и аналитико-экспериментальные приемы определения ЬРУ и ЬРР, можно получить величину совместного значения отклонения давления, вызванного остаточной газоносностью и со- . ответствующей пористостью. Это в свою очередь дает возможность аналитическим путем определить газоносность и пористость породы. Изменение давления через отверстие 5 в корпусе 1 передается на моговакуумметр и регистрируется им. После растворения пробы открывают пробку 13 и раствор 20 выливают. Затем снимают прижимное устройство 14, крышку 11 и лоток 9, ополаскивают при необходимости внутренний объем устройства и опыт повторяют. По окончании работ устройство промывается и просушив ается.

Путем обработки статистических данных получены значения газоносности соляных пород в опасных и неопасных по внезапным выбросам соли и газа зонах, что позволяет данные каждого опыта сравнить с этими значениями и сделать вывод о состоянии породы.

Предлагаемое устройство позволяет более точно определять газоносность соляных пород и вести оперативный прогноз выбросоопасности. Данное устройство по сравнению с прототипом легче на 30% и дешевле в изготовлении на 35о/о. Повышение точности измерений по сравнению с прототипом достигается за счет уменьшения внутреннего свободного (занятого воздухом) пространства прибора.

Использование устройства в горной промышленности позволяет получить более точные данные о газоносности соляных пород, ввести контроль выбросоопасности соляных пород и рассчитать более рациональные параметры дренажного бурения в калийных шахтах.